电热储能技术在粮食干燥领域的应用

The application of Electric-heating energy storage technology In the Grain drying field

◎刘国辉，任丽辉，赵学工，周岗霞（1.辽宁省粮食科学研究所国家粮食-玉米干燥工程中心，沈阳　110032，China）

Liu Guohui，Ren Lihui，Zhao Xuegong，Zhou Gangxia（Liaoning Grain Science Research Institue, The CountryƳs Grain-Corn Drying Engineering Center，Shenyang 110032，China）



电热储能技术在粮食干燥领域的应用

The application of Electric-heating energy storage technology In the Grain drying field

◎刘国辉，任丽辉，赵学工，周岗霞
（1.辽宁省粮食科学研究所国家粮食-玉米干燥工程中心，沈阳110032，China）

Liu Guohui，Ren Lihui，Zhao Xuegong，Zhou Gangxia
（Liaoning Grain Science Research Institue, The CountryƳs Grain-Corn Drying Engineering Center，Shenyang 110032，China）

能源是人类生存和社会发展的重要基础.改革开放以来，随着我国经济的快速发展，能源需求也持续增长，在2010年，我国成为全球第一能源消费大国，一次能源消费量已达到32.5亿t标准煤，而能源的供需缺口在12 670万t标准煤以上[1].我国也是目前世界上极少数几个能源以煤炭为主的国家之一，优质能源供应不足，环境污染状况加剧，能源紧缺以及带来环境污染问题使我国的经济发展面临着巨大的挑战，建设资源节约型、环境友好型社会需要依靠科技进步和政策引导，走高效、清洁化的能源利用道路，在提高电力等二次能源效率方面有所突破.

粮食是人类赖以生存和发展的基本生活资料，是关系国计民生的特殊战略物资，作为粮食生产和消费大国，粮食在我国人民生活和国民经济发展中具有特殊的地位和作用.我国每年收获的粮食有20%以上属于高水分粮食[2]，必须对粮食进行干燥降水才能有效地进行储藏，每年全国采用机械化干燥粮食约3 700万t[3].目前我国粮食干燥的主要热源为原煤，现有粮食干燥设备要消耗大量的煤炭资源，仅吉林省，每年干燥的煤耗就达84万t以上[4].因此应用新技术开发新能源从根本上转变粮食干燥的耗能问题，势在必行.

1　粮食干燥领域能源利用的现状

作为我国粮食行业较大的耗能环节之一，粮食干燥是我国粮食行业“节能减排”的重点.据国家粮食局官方公布的数据：截止到2010年，全国粮食仓储企业共配套干燥设备6 125台（套），粮食干燥能力已达到7.6万t/h；每年全国机械化干燥粮食超过37 Mt，消耗约1.70 Mt标准煤.而粮食干燥过程的热源供给工艺还停留在20世纪90年代的水平，能源比较单一，大部分以燃烧原煤为主要热源，这种工艺一是热效率低，一般为50%～75%，有的甚至低于50%；二是大部分干燥系统没有配备节能减排设施，燃煤燃烧时产生的CO、CO2、SO2、SO3、NOX等有害气体严重超标，并直接排入大气，对环境造成了严重污染.粮食干燥行业已经在气体排放，节能、环保方面做了很多工作.有部分干燥设备改为以柴油及秸秆、稻壳、树叶、木屑等各种生物质为燃料，但占有比例较少，仍在发展之中[4].

我国粮食干燥领域长期以来存在能源利用效率偏低、污染物排放偏高等问题，迫切需要研究开发粮食干燥节能减排新技术、新设备、新材料和新工艺，比选应用有效的粮食干燥节能减排途径，以适应我国的能源科技发展战略与发展规划.

2　电热储能技术应用概述

电热储能技术是采用先进的水电分离技术、高压控制技术和储能保温技术，将夜晚电网闲置的、廉价的低谷电、风力发电或太阳能发电的电能转换成热能储存起来，根据不同需求通过交换装置，将储存的热能转换成热水、热风、蒸汽或在用电高峰时段发电馈送到电网.交换装置可全天24小时连续稳定释放储存的热能，使用过程中没有任何废气、废水、废渣产生，没有飘尘、PM2.5微尘、SO2、NOx的排放，实现了二氧化碳零排放，电热储能炉的热效率在90%以上[5].目前已应用于北方的大型供暖和风电项目，为各领域节能环保的需求提供了新方法.

电热储能技术同样可应用于粮食干燥领域，将各种形式的电能转换成热能存储在储能炉内，经温度调节装置将储能炉内300～500℃的热空气转换成稳定的、适合粮食干燥需要的热风输出，将高电压大功率电热储能技术与现代粮食绿色干燥技术有机地组合，形成新一代粮食干燥机的干燥热源，取代现有的高能耗、重污染、费人工的燃煤型热风炉，实现了换热工艺技术的原始创新和热风干燥能量转换设备的集成创新.

3　电热储能技术在粮食干燥领域的应用存在的问题

3.1目前粮食干燥领域热源问题研究水平较低

由于以原煤为燃料的粮食干燥工艺技术较为成熟，粮食系统内对于这种干燥技术模式已经习惯，而对新能源和新技术的研究前期投入较大，技术要求较高，风险较大，造成相关基础技术研究滞后，从而使粮食干燥新热源方面的研究一直处于低水平.

3.2技术难度较大

电热储能技术需要研究人员具有较高的热能、机械、自动化等专业知识，而粮食干燥行业的整体素质偏低，即使是研究人员大多来自于只开设粮食储藏、粮食加工等专业的粮食专门院校，自身的知识层面不足以应对新课题的深入开展.

3.3需要增大科技投入

电热储能技术的应用可最大限度地节约能源、提高能源利用效率，为使新技术应用更加成熟，使新技术得到大规模的市场普及，还需要进行大量的试验和数据的测试，努力促使新技术更加稳定，人力、物力的投入都非常大，我们必须要加大科技投入.

3.4需加强行业协作和政策引领

粮食干燥工艺第一次引入了电热储能技术，由于该项技术装备涉及了10 kv以上高压电的直接引入，在用电申办手续方面电力主管部门没有相关的、可直接参考的标准，所以该项技术的推广还需要粮食流通管理部门和电力主管部门的通力配合.

电热储能技术的应用事关国计民生，需要国家政策的引领和大力支持.如：各地政府要根据实际统筹规划，明确重点，分步实施；政府各部门要分工合作，通过立项、价格补贴等多方面加大示范推广工作力度；重点在商品粮主产区建立一批应用电热储能技术的粮食干燥机械化示范基地、干燥中心.

4　电热储能技术在粮食干燥领域的优势分析和应用前景

电热储能技术与以原煤为燃料的粮食干燥工艺技术相比，有多方面的优势，主要表现在以下几方面.

4.1经济性方面

经济性方面的优势体现在以下几方面：①平衡优化电网：电热储能炉利用电网低谷电储热，平衡电网削峰填谷的作用显著，优化提高了电网的利用率.②消纳弃用风电：电热储能技术可以使用风电储热，解决了弃用风电上网消纳的难题，提高了可再生能源的利用率.③电热储能炉热效率达到90%，远远超出目前燃煤热风炉的热效率，同时可享受极低的谷电优惠电价，随着节能减排管理力度的加强，将逐渐减少直接燃烧原煤，电储能干燥机将逐渐替代燃煤热风炉.④由于采用低谷电储能，运行费用低，电热储能炉可替代燃油热风炉、燃气热风炉.及红外和微波干燥.

4.2节能环保方面

节能环保方面的优势体现在以下几方面：①电热储能炉在使用过程中无任何废水、废气、废渣产生，没有二氧化碳排放，充分满足了现今社会绿色环保的需求.②电热储能炉不需要目前燃煤热风炉的供暖燃料与废渣的储存场地，提高了土地利用率.

4.3灵活性

灵活性方面的优势体现在以下几方面：①对于供电能力不足或变压器容量小的应用环境，或白天用电负荷比较大、剩余负荷少的应用环境，尤其适合采用电储能干燥技术解决干燥用电问题.②电热储能炉可根据优化现场实际情况灵活安装布置，既能集中安装，也可以分散安装，不会影响建筑物及园区整体美感.

4.4运行可靠稳定

电热储能炉可以根据需要预先设置系统主机供热量，设备自动运行，无须专职人员值守，减轻了人员管理和所需工资的压力，既节约能源又降低运营费用.

电热储能技术在粮食干燥领域的推广应用，可以突破现阶段该领域的节能环保技术瓶颈，从根本上解决当前粮食干燥热源造成的能耗和污染问题，积极推动粮食干燥热源的环保升级换代，社会经济效益都非常显著，具有广阔的应用前景.

5　结束语

电热储能技术的大力发展，对改善我国能源结构，改善环境污染有重要意义.该技术在粮食干燥领域的应用，解决了长期困扰粮食干燥行业环保严重超标的难题，完全符合我们国家的“绿色”“环保”干燥的战略，加快了粮食行业实现节能减排的目标，促进了能源的合理利用和环境保护，其市场潜力和市场前景是巨大的.电热储能技术在粮食干燥领域的应用，首次在粮食干燥热源技术上进行了创新，对电热储能技术和粮食干燥设备的技术发展起到了积极的推进作用，拓宽了粮食干燥领域的研究方向.

参考文献：

[1]刘登瀛，曹崇文.探索我国干燥技术的新型发展之路[N].第十届全国干燥会议论文集2005 8

[2]翁拓，吴家正，范立，等.粮食干燥技术的能耗浅析[J].节能技术2014 5 210-213

[3]李杰.我国粮食干燥节能减排技术发展现状与展望[J].粮食储藏技术2011.4 13-16

[4]李素云，夏朝勇，李云克.生物质能源在粮食干燥上的应用与发展前景[J].粮食加工2008.1 117-119

[5]高电压大功率电热储能技术[J].建筑节能2013.476

赵学工（1961-），男，教授研究员级高级工程师，副总工程师，专业方向为粮油储藏与加工技术研究.

摘要：简述了粮食干燥领域能源的利用现状和电热储能技术应用，分析了电热储能技术在粮食干燥领域的应用和发展前景.

关键词：电热储能；粮食干燥：节能环保；应用

Abstract：This paper expounds the utilization status of grain drying field energy and electric- heating energy storage technology, and analyses the electric-heating energy storage technology in grain drying in the field of application and development prospect.

Key words：Electric-heating energy storage; Grain drying; Energy conservation and environmental protection; application

作者简介：刘国辉（1971-），男，工程师；专业方向为粮食储运装备技术研究.

收稿日期：2015-03-09

中图分类号：S375